LNG氣化站工藝系統設計及要點分析

王洋

摘要：液化天然氣（LNG）因其運輸方便、經濟、環保等優點，現已成為許多城市居民以及工商業用戶的主要氣源或調峰、應急氣源。本文對LNG氣化站總平面布置、工藝流程、主要設備選型進行了分析，并強調LNG氣化站設計過程中的安全性問題，以供參考。

關鍵詞：LNG氣化站;總平面;工藝;設備

1、工程概況

本工程拆除鍋爐房中現有燃煤鍋爐2臺，新建2臺4噸WNS4-1.25-Q燃氣鍋爐，新建LNG氣化站1座。供氣對象為2臺4噸燃氣鍋爐燃燒系統。LNG氣化站設計范圍主要包括氣化站的總圖、工藝、電氣、給排水、儀控、土建等設計內容，保證整個氣化站設計安全、經濟、美觀。LNG氣化站共設1個20m立式LNG儲罐，總容積20m，總儲氣量約為1.2萬Nm天然氣。該項目將槽車運輸來的LNG存在LNG儲罐中，LNG經氣化、加熱、計量、調壓等處理后供改造后的鍋爐房用氣。依據《國家發展改革委關于修改<產業結構調整指導目錄（2011年本-2013修正版）>有關條款的決定》鼓勵類第七項，天然氣、液化天然氣的儲運和管道輸送設施及網絡建設屬于鼓勵類。故本建設項目屬于鼓勵類。

2、總平面布置

LNG儲罐是本工程的防火防爆的核心，儲罐與站內外建構筑物防火間距滿足《城鎮燃氣設計規范》GB50028-2006、《建筑設計防火規范》GB50016-2014（2018年版）的有關規定。在滿足工藝流程的前提下，合理布置功能分區，LNG生產區和輔助區分開設置，綜合考慮防火間距、消防車道及防火防爆要求。在站區西側布置LNG生產區，并在其四周設置環形消防通道，將集中放散管放于站區東角。整個LNG儲罐區設置環形消防通道，道路路面寬4米，道路交叉口路面內轉彎半徑一般情況采用9米，滿足運輸與消防的要求。道路類型采用城市型，路面結構采用普通混凝土路面。

廠區四周建有高2.2米的非燃燒實體圍墻。站區位于明顯位置處設置清晰標識“嚴禁煙火”、“安全生產”等警示字樣，站區引路和站區內設置醒目的限速標志，卸氣柱前設置停車限位欄。

3、氣化站工藝流程

LNG為低溫液體，常壓下液態溫度為-162℃。氣化站主要功能是將液態的LNG進行氣化，然后輸送到廠區燃氣管道。

3.1 LNG氣化工藝

液化天然氣（LNG）由LNG槽車運至氣化站，儲罐接收槽車內的LNG時壓力保持在0.3MPa，槽車由站區內的自增壓系統升壓至0.6Mpa后，通過壓力卸車口，將槽車內的LNG卸入LNG儲罐儲存備用。當向外供氣時，打開儲罐的自增壓系統，升壓至0.6MPa，然后打開儲罐液相出口閥門，通過壓力將儲罐內的LNG送至空溫式氣化器進行氣化，再通過水浴式氣化器進一步氣化為常溫的NG，NG再經調壓器調壓、加臭后，進入廠區燃氣管道。LNG吸收大氣顯熱后氣化為NG。由于低溫儲罐與低溫槽車內的LNG的日蒸發率約為0.2%，這部分蒸發氣體（溫度較低）簡稱BOG，使儲罐氣相空間的壓力升高。為保證儲罐的安全及裝卸車的需要，在設計中設置了儲罐安全減壓閥、BOG加熱器到調壓器系統，可根據儲罐儲存期間壓力自動排除BOG。

鍋爐房原有建筑面積為475m，設置2臺4t/h的燃煤鍋爐，本項目將原有2臺4t/h的燃煤鍋爐拆除，替換成2臺4t/h的燃氣鍋爐，原有燃煤鍋爐的拆除方式是以拆除的鍋爐抵拆除費用的形式，進而原有鍋爐拆除沒有產生費用。由LNG氣化站汽化器將LNG氣化成天然氣，天然氣再經調壓計量撬通過天然氣管道輸送至鍋爐房內燃氣鍋爐的燃燒頭。最后天然氣通過鍋爐前的燃燒器點火，火噴到槽內，將鍋爐內的軟化水加熱變成蒸氣，蒸氣通過分氣缸，最后通過管道輸送到廠內供生產和生活用熱。

3.2工藝設備選型

4、工藝系統自動控制設計

儲罐LNG液相進、出口管道、空溫氣化器進口管道處設氣動緊急切斷閥。當LNG儲罐罐內液位過高或過低時切斷液相管道進口或出口緊急切斷閥門;當調壓器前溫度過低時，切斷空溫氣化器進口緊急切斷閥門。以保證整個系統安全運行;該站為新建LNG氣化站，其中包括：LNG儲罐1臺，儲罐增壓撬1臺，LNG氣化復熱撬1臺、調壓計量加臭撬1臺，其中氣化復熱撬由撬塊集成商成套供貨并配套控制系統（L-CNG控制柜1臺），其余撬塊由站控PLC控制系統（1臺）控制。各撬內所有儀表、閥門引線接至撬體防爆接線箱。

5、電氣防爆設計

用電場所爆炸危險區域的劃分依據《城鎮燃氣設計規范》GB50028-2006中附錄D的要求。氣化站生產區內，LNG卸車口1.5米范圍及防液堤集水坑內部空間為1區爆炸危險環境，LNG卸車口周圍4.5米的空間劃分為2區，距離LNG撬裝設備的外壁4.5米，高出7.5米，地坪上的范圍為2區;LNG氣化站內的爆炸性氣體為ⅡA級T1組。爆炸危險區域內，電氣設備、開關、燈具等均選用防爆型產品，電氣設備的防爆等級均不低于dⅡBT2級，均高于規范對電氣設備的防爆要求。電氣接線均采用防爆型連接，照明線路均穿管明設。其它非防爆場所按一般正常環境選用電氣設備。進入防爆區域內的各類電纜采用高阻燃電纜。場站內爆炸危險區域以外的輔助用房，選用非防爆型電氣設備，但照明燈具及開關選用防護等級IP44節能型燈具。

結束語

本建設項目的選址符合國家現行有關安全生產法律、法規和區域規劃的要求。所采取的工藝技術先進可靠，生產設備選配合理，公用工程和輔助設施可滿足項目生產、安全的要求。LNG氣化站設計人員在進行LNG氣化站設計工作時，設計部門可以與技術研發部門進行聯合，使技術的研發和實踐相結合。然而對于工程中的施工人員要進行周期性的培訓，提高相關人員的思想意識，使信息化管理過程更加專業，施工隊伍的專業性培訓可以讓相關施工人員的技術水平有一定的增長，使施工人員更好的應對各種設計施工要求。這樣使技術的發展安全性相應提高，在信息化管理中的安全問題得以相對減少。

參考文獻：

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[2]? 楊偉波.LNG氣化站的技術安全要素[J].2OO7

[3]? 李恩娟.LNG氣化站工藝系統模塊化設計.煤氣與熱力，2013

（作者單位：山東天蒙能源工程技術有限公司遼寧分公司）